發(fā)電機變壓器通過荷蘭KAMA實驗室短路試驗

徐春苗

摘要??? 通過對大容量發(fā)電機變壓器短路強度的研究，特變電工260MVA-420/20kV大容量發(fā)電機變壓器成功通過荷蘭KAMA實驗室短路試驗。

【關(guān)鍵詞】大容量發(fā)電機變壓器 短路試驗 KEMA

隨著印度本土經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力行業(yè)的發(fā)展也被快速推進。電力變壓器運行過程中所承受的電磁負(fù)荷非常高，致使漏磁場顯著增強，由此給變壓器帶來一系列問題，其中尤為重要的一項是變壓器的承受短路能力。印度電力部門已明確要求印度境內(nèi)的各類變壓器需做抗短路試驗。為此，我公司針對印度市場研制了滿足要求的高可靠抗短路能力的發(fā)電機變壓器。

1 發(fā)電機變壓器技術(shù)參數(shù)

印度國家火電公司（NTPC）技術(shù)規(guī)范技術(shù)參數(shù)如下：

電壓變比：420/√3kV±2x25%/20kV;容量：260MVA;短路阻抗：15.0%;

高壓繞組絕緣水平：LI1425-SI1175-AC630;低壓繞組絕緣水平：LI170-AC70;

連接組別：li0。

2 繞組排列

國內(nèi)發(fā)電機變壓器采用低壓U型結(jié)構(gòu)，調(diào)壓線圈串聯(lián)在高壓繞組上，沒有獨立調(diào)壓線圈，新設(shè)計結(jié)構(gòu)繞組排列是低壓-高壓-調(diào)壓，如圖1和圖2。

3 變壓器輻向失穩(wěn)強度研究

輻向失穩(wěn)這種損壞主要是短路繞組的軸向漏磁場和在線匝流動的電流之間相互作用產(chǎn)生的輻向點動力作用在繞組線餅上導(dǎo)致變壓器輻向失穩(wěn)，繞組破壞表現(xiàn)形式大多為內(nèi)繞組出現(xiàn)變形，發(fā)生鼓包、扭曲、移位等不可恢復(fù)的后果，其發(fā)展的典型形式是絕緣損壞，隨后出現(xiàn)匝間短路、餅間擊穿、主絕緣放電或完全擊穿，對抗受輻向短路力的措施：

（1）繞組要均勻地與鐵心接觸，低壓采用硬紙筒，心柱與硬紙筒之間空隙撐實。

（2）增加撐條根數(shù)，加大導(dǎo)線截面，消除當(dāng)繞組受短路力作用時產(chǎn)生的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

（3）采用立式繞線機，降低繞組繞制系數(shù)。

（4）繞組的恒壓干燥，原因是墊塊及繞組的匝絕緣尺寸受含水量的影響很大。

（5）出線頭要緊密綁扎固定。4變壓器軸向失穩(wěn)研究

變壓器的軸向力是由于線圈的橫向漏磁場所引起的，內(nèi)線圈一般產(chǎn)生比外線圈大得多的軸向力，同時軸向力有使安匝不平衡加劇的趨勢，對抗受軸向短路力的措施：

（1）在設(shè)計時，應(yīng)盡量調(diào)整軸向安匝的不平衡度，使之能控制在5%之內(nèi)。

（2）器身干燥和軸向壓緊。

（3）繞制線餅的松緊度對導(dǎo)線的抗倒伏強度有很大的影響，線餅繞制的越緊，各匝間的摩擦力變大，其抗倒伏強度越高。

（4）加大軸向預(yù)緊力，會降低軸向力。

（5）加大餅間墊塊的受壓面積會降低軸向力，同時提高線餅軸向抗倒伏強度。

5 短路強度計算

根據(jù)公司引用烏克蘭專用驗證軟件按照標(biāo)準(zhǔn)IEC60076-5-2006，承受短路的能力驗證，高壓線圈、低壓線圈、調(diào)壓線圈在最大分接、額定分接、最小分接三種工況下進行驗證，對于變壓器短路強度重點考核指標(biāo)中的環(huán)形拉應(yīng)力、環(huán)形壓縮應(yīng)力、導(dǎo)線輻向彎曲應(yīng)力、導(dǎo)線軸向彎曲應(yīng)力、線餅倒伏強度、導(dǎo)線紙絕緣壓縮應(yīng)力的安全系數(shù)都大于1.0，可以認(rèn)為其在短路工況下是安全的。這點也從該變壓器順利通過短路試驗得到證明。

6 荷蘭KAMA實驗室電抗測量和變壓器返廠復(fù)試試驗

通過表1可以看出電抗測量最大偏差為0.4%。滿足IEC60076-5允許的最大偏差為1%要求。從圖3可以看出，發(fā)變機變壓器在荷蘭KAMA短路試驗過程中沒有出現(xiàn)任何異常。按照IEC標(biāo)準(zhǔn)通過短路試驗后需返廠做復(fù)試試驗和內(nèi)檢。返廠后通過所有例行試驗，阻抗值試驗前后偏差小于±1%。圖4工廠內(nèi)檢，變壓器繞組、線圈墊塊、撐條、引線支架等都沒有發(fā)生位移在工廠的所有檢查結(jié)果都在IEC允許的范圍內(nèi)。

7 結(jié)論

要成功地解決電力變壓器的短路耐受能力問題，必須進行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計和開發(fā)，并對制造過程進行控制和監(jiān)造。我公司研制的260MVA/400kV發(fā)電機變壓器一次性通過了短路試驗。

參考文獻(xiàn)

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